气体放电-不同电压形式下空气间隙的击穿特性（高电压技术）

高电压技术—不同电压形式下的气体击穿特性冲击电压的标准波形1放电时延2目录CONTENTS

U50%及冲击系数

3伏秒特性4不同电压形式下的气体击穿特性不同电压形式下气隙的击穿电压5了解原子的结构及电离的概念学习目标了解U50%及冲击系数β的概念领会间隙击穿的两个必要条件（电压与时间）知道雷电与操作冲击电压的标准波形了解放电时间的组成及影响因素知道按作用时间长短的电压分类（持续与冲击）了解伏秒特性的概念及不同电场类型的V-t形状理解伏秒特性曲线的意义及在工程中的应用第一部分冲击电压的标准波形不同电压形式下的气体击穿特性见过吗？一.冲击电压的标准波形电压波形持续作用电压直流电压工频电压冲击电压雷电冲击操作冲击一.冲击电压的标准波形《高电压技术》课程林建军编写标准操作冲击电压波形：250/2500μs标准雷电冲击电压波形：1.2/50μs一.冲击电压的标准波形人工模拟雷电冲击下空气间隙的击穿一.冲击电压的标准波形第二部分放电时延不同电压形式下的气体击穿特性静态击穿电压U0长时间作用在气隙上能击穿气隙的最低电压。如果电压的瞬时值是变化的，或者所加的电压持续的时间很短，则击穿电压就不等于静态击穿电压，一般要高于静态击穿电压.间隙击穿的必要条件：充分的时间间隙击穿的必要条件：足够的电压二.放电时延放电时间tb=f(电场均匀程度、外加电压、外界照射)二.放电时延全部放电时间组成：tb=t0+ts+tf=t0+tlagtb──放电时间;t0──升压时间,电压从零升高到U0所需的时间;ts──统计时延,从电压升到U0的时刻起到气隙中形成第一个有效电子的时间;tf──放电形成时延,从形成第一个有效电子的时刻起到气隙完全被击穿的时间;t1ag──放电时延,t1ag=ts+tf第三部分U50%及冲击系数

不同电压形式下的气体击穿特性对于冲击电压波形，其幅值和时间都有一定的分散性，尤其是作用时间。所以对同一气隙加相同的冲击电压，有时候能击穿，有时候则不能击穿。保持冲击电压的波形不变，逐渐升高冲击电压的幅值，当气隙的击穿概率为50%时，这个电压称为“50%击穿电压”，是指气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值，用U50%表示。1.50%冲击放电电压（U50%）U50%及冲击系数

50%冲击击穿电压与静态击穿电压U0的比值称为绝缘的冲击系数在均匀电场和稍不均匀电场中，β≈1，且击穿通常在波头附近在极不均匀电场中，β＞1，且击穿通常在波尾部分2.冲击系数

U50%及冲击系数

第四部分伏秒特性不同电压形式下的气体击穿特性1.伏秒特性的概念工程上用气隙上出现的电压最大值与放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性。气隙击穿取决于两个因素作用电压U作用时间tbUtbUtb同样击穿因此冲击击穿特性必须用两者来综合表达！保持冲击电压波形不变，逐级升高电压使气隙发生击穿，记录击穿电压波形，读取击穿电压值U与击穿时间t当击穿发生在波前时，U与t均取击穿时的值；当击穿发生在波尾时，U取波峰值，t取击穿值四.伏秒特性2.伏秒特性的形状均匀或稍不均匀电场：

形状较为陡峭，分散性较大由于放电时间具有分散性，所以在每级电压下可得到一系列放电时间。实际上伏秒特性是以上、下包线为界的一个带状区域

形状较为平坦，分散性较小极不均匀电场：四.伏秒特性四.伏秒特性3.伏秒特性的意义1）能全面反映间隙的冲击击穿特性2）电力系统防雷设计中绝缘配合的依据4.对绝缘配合的要求1）保护设备绝缘的伏秒特性曲线的上包线始终低于被保护设备的伏秒特性曲线的下包线2）保护设备绝缘的伏秒特性曲线应平坦一些，即采用电场比较均匀的绝缘结构t2t1S2S1S2t1t2S1：变压器S2：避雷器s1第五部分不同电压形式下气隙的击穿电压不同电压形式下的气体击穿特性1.均匀电场中（无极性效应）在不同形式电压下，其击穿电压相同（冲击系数β等于1），分散性很小在标准大气条件下，均匀电场中空气的电气强度约为30kV/cm五.不同电压形式下气隙的击穿电压2.稍不均匀电场中（有弱极性效应）与均匀电场类似，但在电场不对称时，有较弱的极性效应，且与极不均匀电场中的极性效应相反五.不同电压形式下气隙的击穿电压3.极不均匀电场中（1）直流电压下（有极性效应）同样间隙距离下不同间隙类型的击穿电压比较：负棒—正板>棒—棒>正棒—负板五.不同电压形式下气隙的击穿电压（2）工频电压下（有极性效应）3.极不均匀电场中棒—板间隙的击穿总是在棒极性为正、电压达峰值时发生。击穿电压峰值稍低于直流击穿电压五.不同电压形式下气隙的击穿电压3.极不均匀电场中（3）雷电冲击电压下（有极性效应）长间隙时击穿电压与气隙距离呈线性关系五.